(57)【要約】【課題】コンデンサを形成する製造素体の取出しを、リード線の極性を揃えて最適な位置へ位置決めするコンデンサの巻取製造方法およびその製造装置の提供を目的とする。【解決手段】コンデンサ素材を巻取る巻芯の駆動用の巻軸モータ２９、巻軸モータ２９と連結したエンコーダ３０、巻軸モータ２９を駆動制御する巻軸駆動ドライバー３１でなる計測手段と、巻芯の巻取り開始信号を出す巻取開始司令出力部３４、巻軸駆動ドライバー３１に動作指令を出す位置決めコントローラ３３、エンコーダ３０の信号で巻芯の現在位置を出す巻芯位置計測部３６、位置決めコントローラ３３の動作指令信号をリード線検出信号で切断するゲート回路３２、陽極リード線を製品素体の取出しが最適な位置に修正し、リード線の極性を揃える演算処理部３５でなる演算修正手段で構成する。【選択図】  図１
2005019502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極および陰極のリード線を定間隔で接合したものを含む複数の帯状材でなるコンデンサ素材を、積層し巻取るための巻芯の回転量を計測して前記巻芯の絶対位置を検出し、前記コンデンサ素材を巻取ってなる製品素体を取出す直前における陽極リード線の絶対位置を推測し、前記巻芯の絶対位置と陽極リード線の絶対位置の演算処理により、前記陽極リード線をターゲット位置への位置決めをして、前記リード線位置の修正を行うコンデンサの製造方法。
【請求項２】
陽極および陰極のリード線を定間隔で接合したものを含む複数の帯状材でなるコンデンサ素材を、積層し巻取るための巻芯の回転駆動用の巻軸モータ、前記巻軸モータの回転量を計測するカウンタ部、駆動制御のための各種制御信号の入出力と前記巻軸モータを回転駆動制御する巻軸駆動ドライバーでなる計測手段と、前記巻芯における巻取り開始の指令信号を出力する巻取開始司令出力部、前記巻軸駆動ドライバーに動作指令を出力する位置決めコントローラ、前記カウンタ部からの出力信号を計測して前記巻芯の現在位置を割り出す巻芯位置計測部、前記位置決めコントローラからの動作指令信号を、陽極および陰極リード線センサからのリード線検出の出力信号により切断するゲート回路、コンデンサ素材を巻取ってなる製品素体における陽極リード線の位置を、前記製品素体の取出しに最適な位置に修正し、リード線の極性を揃えるための演算処理部でなる演算修正手段で構成されたコンデンサの製造装置。
【請求項３】
カウンタ部と巻軸モータを、エンコーダが連結されたサーボモータとしてなる請求項２に記載のコンデンサの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ素材を巻取って、アルミニウム電解コンデンサなどを形成するコンデンサの製造方法およびその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における、アルミニウム電解コンデンサなどのコンデンサ素材の製造装置について図面を用いて説明する。図７は、従来におけるアルミニウム電解コンデンサ素材の製造装置の基本構成概要図である。
【０００３】
アルミニウム電解コンデンサを形成するコンデンサ素材の巻取りは、図７に示すように、陰極リード線１５および陽極リード線１６を、片面の端部に所定間隔で接合したコンデンサ素材であるリード線付帯状材の陰極箔１および陽極箔３を巻回した陰極巻出リール５および陽極巻出リール７と、絶縁材で帯状材の電解紙Ａ２および電解紙Ｂ４を巻回した電解紙巻出リール６および電解紙巻出リール８により供給されるところの、アルミニウム電解コンデンサを形成するためのコンデンサ素材を、走行経路に配設されて各々の走行の差異を吸収する陰極箔ダンサ９、陽極箔ダンサ１１、電解紙Ａダンサ１０および電解紙Ｂダンサ１２を経由して、外周面に割溝を有する円筒形の巻芯１４に、前記のコンデンサ素材４枚を積層した先端部を挟み込み、巻芯１４を回転させてコンデンサ素材４枚を巻取るのである。
【０００４】
巻取動作の途中で、リード線付帯状材の陰極箔１および陽極箔３の巻取り走行経路に配設した陰極リード線センサ１７と陽極リード線センサ１８が、それぞれに接合された陰極リード線１５および陽極リード線１６を検出すると、その出力信号は巻取制御部２３で処理されて、巻軸モータ１３を制御して巻取りを停止し、陰極箔切断部１９、電解紙Ａ切断部２０、陽極箔切断部２１および電解紙Ｂ切断部２２で、前記の帯状材でなる４種のコンデンサ素材を切断して、陰極箔１と陽極箔３が所定長さで巻取られたコンデンサの製品素体となる。
【０００５】
また、製造装置の動作タクトを上げて生産性を向上させるために、巻取工程において前記製品素体を作り込む巻取ステーション２４と、巻取ステーション２４で巻取られたコンデンサ素材を、絶縁テープを貼付して固定するテーピングステーション２５、工程における製品素体の各種検査を行う検査ステーション２６、不具合品を排出する検査不良品排出ステーション２７、そして残る良品を取出す全数取出ステーション２８とでなるワークステーションにおいて分担して実施する。
【０００６】
前記の製品素体が全数取出ステーション２８まで到達すると、製品素体のリード線部分をチャックで挟持しながら巻芯１４を後退させて製品素体を取出し、キャリアー、トレーあるいはマガジンなどに移し替えるが、陽極リード線１６と相対する陰極リード線１５を結ぶ線上と取出し用のチャックが平行状態で、陽極リード線１６および陰極リード線１５を、それらの極性を揃えて挟持するためには、あらかじめ入力した補正量で、陽極リード線１６を取出しに最適な所定のターゲットへ位置決めする方式をとっていた。
【０００７】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１−３０２８１１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のコンデンサの製造方法およびその製造装置では、巻取工程の各ワークステーションで何らかの理由で工程条件が変化しても、陽極リード線１６の位置補正量が固定であるため、全数取出ステーション２８まで到達した製品素体の補正後の陽極リード線１６の位置にばらつきが発生し、極性を揃えて陽極リード線１６をターゲット位置で取出すことができなくなり、それによる取出チャッキングミスを誘発し、陽極リード線１６と陰極リード線１５の接触や変形、あるいは各々の箔やリード接合部の損傷という製品素体の品質に影響を与えるとともに、後工程におけるトラブルの原因になるという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、コンデンサ素材を巻取ってなる製品素体における陽極リード線の取出しに最適な角度（位置）を計測して位置決めするリード線位置の制御修正機構を設置し、確実に安定してリード線の極性を揃えて製品素体を取出せるコンデンサの製造方法およびその製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、陽極および陰極のリード線を定間隔で接合したものを含む複数の帯状材でなるコンデンサ素材を、積層し巻取るための巻芯の回転量を計測して前記巻芯の絶対位置を検出し、前記コンデンサ素材を巻取ってなる製品素体を取出す直前における陽極リード線の絶対位置を推測し、前記巻芯の絶対位置と陽極リード線の絶対位置の演算処理により、前記陽極リード線をターゲット位置への位置決めをして、前記リード線位置の修正を行うコンデンサの製造方法としたものであり、これにより、巻取工程における各ワークステーションでの工程条件の変化にかかわらず、製品素体のリード線を取出しに最適な角度に修正設定でき、製品素体の品質の保証、後工程のリード線極性検査および極性の反転機構が不要になるという作用効果が得られる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、陽極および陰極のリード線を定間隔で接合したものを含む複数の帯状材でなるコンデンサ素材を、積層し巻取るための巻芯の回転駆動用の巻軸モータ、前記巻軸モータの回転量を計測するカウンタ部、駆動制御のための各種制御信号の入出力と前記巻軸モータを回転駆動制御する巻軸駆動ドライバーでなる計測手段と、前記巻芯における巻取り開始の指令信号を出力する巻取開始司令出力部、前記巻軸駆動ドライバーに動作指令を出力する位置決めコントローラ、前記カウンタ部からの出力信号を計測して前記巻芯の現在位置を割り出す巻芯位置計測部、前記位置決めコントローラからの動作指令信号を、陽極および陰極リード線センサからのリード線検出の出力信号により切断するゲート回路、コンデンサ素材を巻取ってなる製品素体における陽極リード線の位置を、前記製品素体の取出しに最適な位置に修正し、リード線の極性を揃えるための演算処理部でなる演算修正手段で構成されたコンデンサの製造装置としたものであり、これにより、巻取工程における各ワークステーションでの工程条件の変化にかかわらず、製品素体のリード線を取出しに最適な角度まで巻芯を回転させて、リード線の極性を確実に揃えて取出すことが可能となるため、製品素体の品質の保証、後工程のリード線極性検査および極性の反転機構が不要となるという作用効果が得られる。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、カウンタ部と巻軸モータを、エンコーダが連結されたサーボモータとしてなる構成としたものであり、これにより、巻軸の回転量を任意の分解能でかつ高精度で容易に計測でき、巻芯の位置修正が安定かつ高精度にできるという作用効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の特に請求項１〜３に記載の発明について説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態におけるコンデンサの製造装置に設置しているリード線位置の制御修正機構のブロック図、図２は同巻芯位置計測部のカウントタイミングチャート、図３は同巻取動作工程を説明する模式図、図４は同巻取り完了直後における製品素体のリード線側からの底面図、図５は同陽極リード線をターゲット位置へ修正する前の製品素体の底面説明図、そして図６は陽極リード線をターゲット位置へ修正した後の製品素体の底面説明図である。
【００１７】
なお、従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００１８】
図１において、２９はサーボモータでなる巻軸モータであり、従来の技術で説明した図７に示す巻芯１４に一体連結した巻軸（図示せず）を回転駆動するのである。
【００１９】
３１は巻軸モータ２９の制御および回転駆動力源である巻軸駆動ドライバー、３３は巻軸駆動ドライバー３１に動作指令信号を出力する位置決めコントローラ、３２は位置決めコントローラ３３からの動作指令信号を、陽極リード線センサ１８と陰極リード線センサ１７からのリード線検出の出力信号により切断するゲート回路である。
【００２０】
３０は巻軸モータ２９に連結されたエンコーダであり、巻軸モータ２９すなわち巻芯１４の実際の回転量（数）を計測するカウンタ部である。そして、巻軸駆動ドライバー３１にＡ相、Ｂ相およびＺ相の位相信号を出力する。
【００２１】
３４は巻芯１４における巻取り開始の指令信号を出力する巻取開始指令出力部、３６は巻軸モータ２９に連結したエンコーダ３０からの出力信号を計測して巻芯１４の現在位置を割り出す計測システムであるところの巻芯位置計測部、そして３５は演算処理部であり、コンデンサ素材が巻取られてなる製品素体における陽極リード線１６の位置を、製品素体の取出しに最適な位置に修正し、リード線の極性を揃えるための演算実行システムである。
【００２２】
そして、ａは陽極および陰極リード線検出信号、ｂは巻芯（巻軸）動作指令パルス、ｃは巻軸モータ２９のフィードバックパルス、ｄは巻芯（巻軸）回転量（数）のリセット信号（エンコーダ３０から出力されるＺ相信号）である。
【００２３】
次に、図１および図２を用いて巻芯１４の現在位置を計測する方法について説明する。図１に示す巻軸モータ２９に連結したエンコーダ３０から出力される位相信号のＡ相あるいはＢ相のフィードバックパルスｃ（例えば巻軸モータ２９の１回転で２５００パルスを出力する）を、巻芯位置計測部３６に取込んでカウントする。
【００２４】
巻軸モータ２９の１回転で１パルスを発生するエンコーダ信号の一つであるＺ相のリセット信号ｄを、巻芯１４の原点位置において合致整合させるとともに、そのエンコーダ信号であるリセット信号ｄにより、巻芯位置計測部３６における前記カウンタ値をリセットすることで、巻芯位置計測部３６にて読み込んだカウンタ値は、巻芯１４の原点位置から移動量による絶対位置を示すことになるのである。
【００２５】
次に、コンデンサ素材が巻取られ形成された製品素体の陽極リード線１６を取出しに最適な位置へ修正する原理について説明する。
【００２６】
図３は、コンデンサ素材の巻取動作工程を模式的に示すものであり、巻取ステーションＩで各種のコンデンサ素材が巻取られ形成された製品素体を、テーピングステーションＩＩにおいて外周を絶縁材でテーピングし、検査ステーションＩＩＩで製品素体の各種の検査を行い、その結果、不具合品だけを不良品取出ステーションＩＶにおいて排出し、残る良品の製品素体を全数取出ステーションＶで全数取出しするのである。
【００２７】
図４は、図３の巻取ステーションＩにおけるコンデンサ素材の巻取り完了直後の巻姿であり、巻取り完了した直後の製品素体のリード線側から見た底面図である。３７は巻芯（巻軸）１４における巻芯原点位置であり、３８は陽極リード線１６および陰極リード線１５が組み込まれた製品素体である。
【００２８】
同じく図５および図６は、それぞれ図３の全数取出ステーションＶにおける、陽極リード線１６をターゲット位置へ修正する前および後の製品素体３８の状態を示しており、３９は陽極リード線１６におけるターゲット位置である。
【００２９】
ここで、図５に示す陽極リード線１６の絶対位置を正確に推測できれば、陽極リード線１６のターゲット位置３９までの角度Ｂを演算で求めることが出来る。そして、その角度Ｂだけ巻軸モータ２９により巻芯（巻軸）１４を回転させれば、図６に示すように、陽極リード線１６をターゲット位置３９に位置決めすることが可能となる。
【００３０】
そこで、全数取出ステーションＶにおける製品素体３８の陽極リード線１６の絶対位置を推測する方法について説明する。
【００３１】
巻取られる帯状材でなる各種のコンデンサ素材における長さと厚みは、常に一定とみなすことができるため、巻取られるターン数は必然的に決まってくるのであり、図４に示す巻取り完了直後の製品素体３８における陽極リード線１６は、常に同じ位置に存在することになる。
【００３２】
その陽極リード線１６の位置を、巻芯原点位置３７を基準とした絶対位置αとする。その絶対位置αは、理論上の計算により算出するか、あるいは実際に巻取った結果の製品素体３８の巻姿から実測して導き出し、同一品種を巻取る限りこの陽極リード線１６が存在する絶対位置αは同じとなるのである。
【００３３】
この時、巻芯１４の絶対位置Ｘは、巻軸モータ２９の実際の回転量（数）を巻軸モータ２９と連動したエンコーダ３０からの信号を計測することにより取得できるため、巻芯１４と陽極リード線１６との相対角度Ａは、
Ａ＝α−Ｘ……▲１▼式
から求めることができ、α≧Ｘのとき、Ａ≧０であり、α＜Ｘのとき、Ａ＜０である。
【００３４】
巻取ステーションＩにおける巻取り完了直後の巻芯１４と陽極リード線１６の前記相対位置関係は、巻取工程最終の全数取出ステーションＶまで維持されるのであり、相対角度Ａの情報を全数取出ステーションＶまでシフトすることになる。
【００３５】
次に図５に示す全数取出ステーションＶにおける巻芯１４の絶対位置を計測した結果と、巻取りステーションＩにおける巻取り完了直後の巻芯１４と陽極リード線１６の相対角度Ａの前記によるシフト情報から、巻芯１４の取出し直前の絶対位置をＹとすると、陽極リード線１６の取出し直前における絶対位置βは、
β＝Ｙ＋Ａ……▲２▼式
から求める（推測する）ことができる。
【００３６】
そして、陽極リード線１６のターゲット位置３９までの回転角度Ｂは、
β＞９０°のとき、Ｂ＝（３６０°−β）＋９０°……▲３▼式
β≦９０°のとき、Ｂ＝９０°−β………………………▲４▼式
から求められるのであり、その演算結果の回転角度Ｂだけ巻芯（巻軸）１４を巻軸モータ２９により回転させれば、図６に示すように、陽極リード線１６をターゲット位置３９へ位置決め修正することができるのである。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、コンデンサの製造装置に、巻芯の回転量（数）を巻軸モータと連結したエンコーダで計測して巻芯の絶対位置を検出する計測手段と、全数取出ステーションにおいて取出す直前の製品素体の陽極リード線位置を演算により計測し、その陽極リード線をターゲット位置へ位置決め修正する演算修正手段を有するリード線位置の制御修正機構を設置することにより、巻取工程の工程条件に影響されない、常にリード線の極性が揃って安定した取出しが可能となり、また、後工程におけるリード線の極性検査とその反転機構を省略することができるため、設備の簡易化、コストダウンにも寄与するという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるコンデンサの製造装置に設置しているリード線位置の制御修正機構のブロック図
【図２】同巻芯位置計測部のカウントタイミングチャート
【図３】同巻取動作工程を説明する模式図
【図４】同巻取り完了直後における製品素体のリード線側からの底面図
【図５】同陽極リード線をターゲット位置へ修正する前の製品素体の底面説明図
【図６】陽極リード線をターゲット位置へ修正した後の製品素体の底面説明図
【図７】従来におけるアルミ電解コンデンサ素子の装置の基本構成概要図
【符号の説明】
１  陰極箔
２  電解紙Ａ
３  陽極箔
４  電解紙Ｂ
５  陰極巻出リール
６  電解紙巻出リール
７  陽極巻出リール
８  電解紙巻出リール
９  陰極箔ダンサ
１０  電解紙Ａダンサ
１１  陽極箔ダンサ
１２  電解紙Ｂダンサ
１３  巻軸モータ
１４  巻芯
１５  陰極リード線
１６  陽極リード線
１７  陰極リード線センサ
１８  陽極リード線センサ
１９  陰極箔切断部
２０  電解紙Ａ切断部
２１  陽極箔切断部
２２  電解紙Ｂ切断部
２３  巻取制御部
２４  巻取ステーション
２５  テーピングステーション
２６  検査ステーション
２７  不良品排出ステーション
２８  全数取出ステーション
２９  巻軸モータ
３０  エンコーダ
３１  巻軸駆動ドライバー
３２  ゲート回路
３３  位置決めコントローラ
３４  巻取開始指令出力部
３５  演算処理部
３６  巻芯位置計測部
３７  巻芯の原点位置
３８  製品素体
３９  ターゲット位置
Ｘ  巻芯の絶対位置（巻取り完了時点）
Ｙ  巻芯の絶対位置（取出し直前）
Ａ  巻芯と陽極リード線間の相対角度
Ｂ  陽極リード線のターゲット位置までの回転角度
α  陽極リード線の絶対位置（巻取り完了時点）
β  陽極リード線の絶対位置（取出し直前）
【図１】
2005019502.tif 000003
【図２】
2005019502.tif 000004
【図３】
2005019502.tif 000005
【図４】
2005019502.tif 000006
【図５】
2005019502.tif 000007
【図６】
2005019502.tif 000008
【図７】
2005019502.tif 000009